增埗大桥拆除技术.docx
《增埗大桥拆除技术.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《增埗大桥拆除技术.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
增埗大桥拆除技术
广州增埗大桥拆除技术
广州市广园路建设公司靖美亮
中铁十六局集团公司吴杰
内容摘要：
本文通过介绍广州增埗大桥拆除技术的实例，为我们提供了在市政工程桥梁结构改造、拆除的事例，对市政工程桥梁改造、拆除提供了参考，具有较为实用的现实意义。
关键词：
拆除；吊装；龙门吊
1、工程概况
广州市增埗大桥位于广州市西城区内，东风西路出口处增埗河上，地处广州市荔湾区，连接东风西路和增槎路的主要通道，也是广州通往佛山市的主要通道。
原增埗大桥于1982年建成通车。
由于使用年限较长，又受到原设计和施工技术条件的局限，原桥完工后，即在很多部位出现多种缺陷，如水中基础偏移和下沉、主桥桁架拱圈开裂等。
2002年9月广州市政园林工程质量检测中心与长安大学对增埗桥进行现场静、动载试验。
通过对大桥进行的外观检查及荷载试验，原桥整体性较差，不能满足正常使用功能及耐久性要求。
2002年12月14日，广州市市政园林局和广州市建委组织专家进行旧桥评审，决定将原桥拆除重建。
上承式钢筋砼桁架拱桥，其构造受力较为复杂，特别是增埗大桥受两侧内环高架桥夹制，拆除难度大，通过对上承式钢筋砼桁架拱桥拆除施工和施工过程的技术研究，本桥的施工技术应用对大中城市市政道路的改造施工技术的发展有着重要的意义。
2施工方案选择
针对本工程“工期紧、任务重、质量安全要求高、施工场地复杂”的特点，结合各分部分项工程施工的先后逻辑关系，分析如下：
1）、拆除旧桥施工时，考虑拆除主桥需搭设龙门吊的轨底走行桁梁及组拼龙门吊需时较长，对工期影响较大，必须先行施工。
故拆除工程开始前，应先部分封闭主桥面人行道的局部位置，拆除其预制板，开洞施工临时钢支墩，先后组拼龙门吊轨底桁梁及龙门吊。
2）、旧桥主桥上部原结构为拱形桁架结构，拆除时会对支墩产生横向推移作用，故须对拆除顺序作认真部署，严格按部署顺序施工，以免发生安全事故。
3）、施工现场狭窄，旧桥拆除的构造物运输困难，考虑西引桥预留半幅桥面最后拆除施工，以作为拆除工程的施工通道。
4）、旧桥拱梁拆除后，可利用水中墩两侧钢柱搭设简易操作平台，并反向延伸至岸边，以作为上下班通道和运料通道，注意：
各构件不能侵入主航道工作。
5）、考虑到施工工期的紧迫性，拆除旧桥和新建桥梁的架设，宜作综合考虑，拟将拆除旧桥和新建桥梁两部分的吊运作业合二为一，减少重复施工。
根据以上分析，将本拆除工程分为两个施工阶段，即主桥、东引桥全桥及西引桥北半幅的拆除为一个施工阶段和西引桥南半幅的拆除为第二施工阶段，操作过程如下：
1）、第一阶段：
拆除主桥、东引桥全桥及西引桥北半幅，本阶段又分为三个区段施工，即西引桥北半幅区段、东引桥区段、主桥区段。
三区段平行施工。
（1）东、西引桥拆除方向均由主桥边墩向引道方向进行，先切割路面，弃运全部结构层，然后弃吊梁。
其拆除吊运工作用35t汽车吊进行。
（2）主桥拆除首先将桥面系、面板全部拆除，剩下拱形桁架和横向系梁按横向先两侧后中间、纵向先中跨再边跨的顺序切割并拆除。
（3）主桥拱梁拆除的吊运
中跨（主航道跨）拱梁：
每片分三段，每段由两台龙门吊吊稳——切割——起吊——弃运边跨拱梁：
每片分三段，每段由两台龙门吊吊稳——切割——起吊——弃运。
2）、第二阶段：
西引桥南半幅拆除，该范围前期用作运输通道。
待主梁拱梁全部拆除完后，再逐跨用切割配汽车吊方法拆除该部分引桥。
3施工工艺
3.1工程重点、难点及解决情况
由于受周边环境的影响，在大桥拆除过程中，既要保证珠江航道正常通航，施工废渣严禁弃入江中，又要确保大桥两侧10万伏高压电缆桥、煤气管道桥的安全，同时还要保证人行便桥的人行安全，以及降低噪音、粉尘达到减轻对周边居民生活的影响。
因此，桥梁拆除严禁采用爆破方法施工，必须将桥梁分解成小块，通过垂直、水平的运输，将桥梁各部件分体运至岸边，再利用炮机解体，将散体物弃运。
根据以上工程特点，拆除旧增埗大桥的重点是怎样解决桥梁切割分块和施工顺序，难点是桥梁拆除的水平运输、垂直吊运。
以下分项工程之间的衔接是本工程的重点和难点。
3.1.1、拆除旧桥部分和新建桥梁部分的衔接：
桩基础施工在引桥拆除部分上部结构后，可在拆除旧桥墩柱的同时，在满足施工场地条件的桩位处插入施工，以减少桩基础施工所占的绝对工期。
3.1.2、拆除旧桥部分阶段的施工配合和衔接：
1）考虑拆除主桥需搭设的龙门吊贝雷架需时较长，对工期影响较大，必须先行施工。
故拆除工程开始前必须掏洞打设支承柱钢桩，尽快施工钢柱，为安装贝雷架支墩做好准备。
2）现场场地较狭窄，基本无堆放场地，拆除的构件必须在当天白天完成解体，晚上及时用自卸车运离现场。
3.2施工总体工艺流程
施工总流程详见下图。
3.3增埗大桥旧桥拆除方案实施
3.3.1施工总体部署
由于增埗河道不得24小时封航，且两侧为内环高架桥、10万伏高压电缆桥、热力管线桥、人行便桥（每日人行量20万人次），无法采用爆破等其它方法拆除旧桥，因此原旧桥主桥采取切割成段（块）、用龙门吊吊装弃运的方法拆除，以杜绝对周边的安全隐患，减少噪音和粉尘污染。
考虑到施工工期的紧迫性，将拆除旧桥和新桥架设的吊运设备合二为一，减少重复施工，采取2台45t吊龙门吊吊运主桥拱圈，由4φ600mm钢管支墩、5片加强型贝雷架栈桥作为龙门吊走行部份。
3.3.2拆除吊运设备
栈桥及龙门吊布置见下图:
1）钢管支墩
（1）每根钢管支墩由4根φ600mm、壁厚10mm（主河道三排支墩为4根φ800mm、壁厚8mm）钢管组成，水面以上部份四周焊设[220槽钢剪刀撑，支墩长度以结构高度控制，长度为11.7～27.7m。
2）河道部份钢管支墩（3#～7#支墩）基础为钢管桩基础，以摩擦力控制入土深度，根据现场地质钻探得知，河床面以下3.3m范围内为细砂层，中密；细砂层以下为亚粘土，依据公式[P]=（U∑αLτ+αAσR）/2计算得入土深度不小于8m，实际沉桩入土深度为9.5～10.2m。
用船吊或汽车吊吊起90kW振锤将钢管打入河床底，插打时钢管顶面焊制振帽以保证钢管口受力均匀；河岸部份钢管支墩（1#、2#、8#）采用20#钢筋砼基础，基础尺寸为4.0m×4.0m×1.0m，预埋20mm钢板铁件与钢管柱连接。
3）钢管支墩定位：
横向位置：
由于旧桥两侧已进入现有内环路放射线投影下，而且旧桥桥面与内环路桥梁间的净高不能满足吊装设备的安装，因此只能把支墩设置在内环路投影外。
根据现场实测，拟在旧桥拱圈1-2拱圈之间和8-9拱圈之间位置设墩。
钢管支墩穿透拱架间桥面砼，故支墩施工前需先对支墩位置的桥面进行拆除。
纵向位置：
主桥中跨留17米航道，在预留航道两侧各设立一排支墩，然后分别向引桥方向以不大于30米间隔设立支墩，其中东引桥设一排支墩，西引桥考虑拆除圬工的外运须设两排支墩形成陆地上的一跨架空段。
4）贝雷架栈桥
贝雷架栈桥用5片加强型贝雷片拼装，长度为165米。
考虑到贝雷架栈桥比较长，在桥面上按支跨跨长分段组拼后，用2台35t汽车吊吊至钢管支墩顶面，再安装纵、横向拼联成整体，每一段横向拼联完成后，开始下一跨（支墩间）拼装，直至全部完成,见下图。
5）龙门吊道轨
在贝雷架上铺设木枕（间距70cm），将木枕两端沿纵向用5cm×5cm通长方木，打眼穿φ20钩头螺杆与栈桥贝雷架弦杆固结，木枕两端头与栈桥平齐。
铺设P43轨道，轨距1435mm。
仔细复核道轨的中心位置、轨距、轨顶高程，避免影响龙门吊的走行。
6）龙门吊
本工程龙门吊为自行设计、组装，经试吊60t钢筋运行及安全、质量监督站验收合格后投入使用。
龙门吊主要参数和结构概述：
（1）额定吊量：
45吨。
拱圈吊装采用2台龙门吊抬吊，总的起吊能力为90t。
（2）龙门吊走行平车：
采用LM50t门式起重机双轨平车，平车速度为29.86m/min。
（3）立柱：
龙门吊立柱中心距为20m，高度为9m，采用3节3m长双排贝雷架拼装。
（4）横梁：
横梁总长27米，采用9节四排加强型贝雷片拼成。
龙门吊双柱净距18.5米，两端各悬臂2.75m用于悬吊栈桥外侧拱圈，横梁底距桥面净高为13.05m。
（5）天车：
每台龙门吊天车安装5t慢速卷扬机2台，分别通过两套独立二三走六滑车组从龙门吊横梁两侧下钩，通过扁担吊具将两钩连接，起升速度为2m/min，每台天车的起吊重量为50t。
3.3.3拆除及吊装
本工程旧桥原有桁架拱共九片，拱圈之间以骨架连成整体，桥体两侧有现浇悬臂翼板。
拆除时按切割拆除两侧翼板→拆除桁架拱间桥面系板→拆除桁架拱→拆除桥墩台身的顺序进行拆除。
起吊设备采用两台单机起吊能力为50t的龙门吊机，采用先切割后用吊机吊走的方法施工，经计算切割后拱段的重量为37～60t，每段采用双机抬吊，每段桁架拱设4个吊点，千斤绳选用φ50钢丝绳呈八字形吊重。
1）桥面板拆除
（1）主桥两边跨桥面板由于不受通航限制，采用凿岩机上桥直接进行破碎，破碎前先将拱圈及联结系的轮廓线用红油漆标出，防止凿岩机炮头凿损拱圈。
破碎的废碴直接落入边跨河床上，经破碎后作为主桥下部施工平台。
（2）主桥主跨桥面板由于受通航限制，只能采用切割吊装法进行拆除。
将各拱圈间桥面板分成2.4m（拱圈净跨）×2.4m小块进行拆除，单块重量为13t，用链式砼切割机、蝶片式砼切割机沿线切割。
施工前，用仪器精确放出拱圈及联结系轮廓线，并用墨斗在桥面上按2.4m×2.4m的尺寸弹好切割线，每块桥面板在板四角及中部设置钢丝绳吊孔，吊孔尺寸为10×5cm，吊孔距板周边净距不小于40cm，用砼取芯机在吊孔的位置钻孔，利用3组φ22mm钢丝绳兜底、25t汽车吊牢后方可进行切割，汽车吊车四个支腿必须置于主桥砼拱圈上。
利用龙门吊或25t汽车吊将切割块吊运至西引桥下破碎后弃运。
各桥面系板必须按拆除顺序用红油漆编号。
（3）桥面板拆除顺序：
①桥面板拆除顺序的安排，必须充分考虑桥面板恒载的减小对拱脚水平力的影响，防止桥面板拆除时单跨桥面板恒载集中减小，造成墩身两侧拱脚水平力的不平衡，
②桥面板拆除时，桥面应预留机械设备通道最后拆除；
③为防止墩身两侧拱脚水平力的不平衡，拆除桥面板砼时，应横向由两侧向中间三跨同步对称进行拆除，纵向采取倒退法进行。
具体拆除顺序如下图：
2）拱圈拆除
（1）拱圈切割
①桁架拱分段：
本工程原设计单位提供的桁架拱拆除分段方案为每拱分成5～6段，每分段重量不大于30t，拱段的切割、吊挂、吊运工程量较大，操作性差。
经理部进场后详细进行现场结构调查及分析，认真阅读旧桥竣工图，并到原施工单位了解旧桥的施工工艺，旧桥桁架拱的两边跨为满堂支架现浇结构，中跨分成三段预制后吊装至跨上进行安装联结，联结面用钢筋砼浇注成整体。
经理部组织技术人员详细计算每片桁架拱的重量，根据旧桥的施工工艺，结合本工程龙门吊的起吊能力，将每片拱圈沿纵向切割，具体切割分段方案如下：
中跨（主航道跨）拱圈：
每片拱在联结面切割分成三段，最长一段（中间段）长约19.8米，最大吊装重量不超过55t。
每段由两台龙门吊吊稳→切割→起吊→弃运。
边跨拱圈：
在墩侧切割成整跨一段，长约34米，最大吊装重量为60t。
整段由两台龙门吊吊稳→切割→起吊→弃运。
各桁架拱切割分段的长度及重量示意图及施工照片如下：
②桁架拱的拆除顺序：
桁架拱的拆除顺序安排必须注意拱脚水平推力对墩身的影响、桁架拱的稳定性、拱段的起吊运输等方面的因素。
由于桁架拱对墩台有较大的水平推力（经计算边跨拱脚水平推力为43.5t），为防止中墩单侧受较大的拱脚水平推力而造成位移，中墩两侧桁架拱必须对称进行拆除，使中墩两侧拱脚水平力同步对称减小，严禁单跨9片拱段一次性拆除；
中跨拱段在拆除切割时，中跨两边段拱在切割面处需设悬挂梁作临时支撑，使边段拱无法直接提升吊运，故必须先拆除两边跨拱段，再拆除对应的中跨拱段，中跨边拱段经龙门吊略上提升后向边跨后退再行吊运；
由于桁架拱拆除至最后2～3片后，整体稳定性受到破坏，桁架拱易产生侧向倾覆，故全桥横桥向拆除顺序按由桥右侧向左侧依次进行拆除，将最后一片拱在拆除前与栈桥支墩固结成整体。
桁架拱的拆除顺序如下图：
为防止在龙门吊提升主跨中段拱圈时，中拱段与两边拱段在切割面卡紧，切割面呈“八”字形。
由于拱圈杆件断面为0.6（宽）×1.2m～2.2m（高）,选用链式砼切割机切割拱架。
拱圈间各横向联结系与拱圈同步切割，切割时先切断联结系，再切断拱圈。
选用链式砼切割机进行切割。
（2）拱圈支撑
主跨每片拱圈切割前，中间段采用两台龙门吊吊稳，边段拱成简支梁结构，需在切割端设置横梁临时吊挂边拱段，经计算吊挂力约20t，利用栈桥吊挂横梁，每组横梁由2片贝雷架组成，横梁与栈桥的贝雷片主弦杆间采取10根φ30螺杆及4组钢丝绳捆绑进行固结。
在横梁下采用2φ36mm钢丝绳配2台20t倒链吊挂边段拱圈，作为切割面处边段拱圈的临时支点。
吊挂点距切割面1.5m。
边跨拱圈切割前亦采用2台龙门吊吊挂中段，两墩台位置剩余拱圈用φ15mm钢丝绳与墩台及主跨拱圈绑牢。
为防止砼拱圈割断后突然下坠，各吊挂点均预先向砼拱圈施加向上的提力。
当各跨拆除至剩2～3片拱圈时，拱圈的横向整体稳定性受到破坏，拱圈有侧向倾覆的危险，因此，需要对拱圈进行加固后，才可进行切割。
利用钢丝绳将各跨最后一片拱架与栈桥钢管支墩紧紧捆绑成整体，以防止拱圈侧向倾覆。
（3）拱圈吊运
拱圈切割后，用2台龙门吊吊运至两边跨河床上，采用凿岩机破碎，解体后装车弃运。
本工程在旧桥拆除时，由于内环路高桥侵入增埗桥上空，使两边桁架拱位于龙门吊栈桥外，只能利用龙门吊立柱外侧的悬臂梁（悬臂长2.75m）吊运边拱，0.65m宽的边拱需在1m宽的空间内提升纵移。
4拆除施工主要检测数据
1）龙门吊及栈桥挠度变形数据：
单台龙门吊荷载
1#龙门吊横梁挠度值
2#龙门吊横梁挠度值
栈桥挠度值
60t
29mm
32mm
8mm
注：
1、龙门吊横梁理论挠度变形值为34.2mm；
2、单台荷载是指龙门吊使用前的单台龙门吊试吊荷载，试吊重量为60t。
2）栈桥钢管支墩在拱架吊装过程中的水平方向变形值：
序号
拱段重量
南侧支墩
北侧支墩
备注
1
60t
3mm
7mm
龙门吊偏心吊拱，拱段位于北侧栈桥支墩旁
2
60t
2mm
4
拱段位于龙门吊横梁中部
3
55t
2
12mm
龙门吊悬吊拱架拱段位于北侧栈桥支墩旁
注：
1、表中数据为栈桥支墩横桥向变形观测；
2、由于现场7#钢管支墩为受力最不利支墩，表中数据为7#支墩的变形观测数据。
3）栈桥各支墩在旧桥拆除后的总沉降量
支墩号
南侧支墩
北侧支墩
1#
6mm
8mm
2#
10mm
5mm
3#
14mm
12mm
4#
12mm
16mm
5#
13mm
10mm
6#
9mm
15mm
7#
12mm
10mm
8#
8mm
11mm
4）旧桥拆除后沉井基础位移值
（1）旧桥沉井基础水平方向位移，如下图
（2）旧桥沉井高程方向的变化如下：
各观测点变化值统计表
墩号
观测点号
变化值
观测点号
变化值
11#
1′
+2.95mm
1″
+0.52mm
2′
+3.33mm
2″
+0.44mm
10#
3′
+3.87mm
3″
+1.75mm
4′
+4.11mm
4″
+0.52mm
9#
5′
+1.84mm
5″
+3.99mm
6′
被破坏
6″
+5.41mm
8#
7′
+1.41mm
7″
+1.29mm
8′
-0.64mm
8″
+2.29mm
注：
1、测量仪器为精密电子水准仪Dinil12；
2、表中变化量中，正表示升高、负表示沉降。
观测点平面布置图
升级会员 